水库大坝灌浆施工技术方法与防渗加固处理研究

2022-04-16程炼辉

陕西水利 2022年1期

程炼辉

（广东粤源工程咨询有限公司,广东广州 510000）

当前我国的水库大坝经常会出现质量方面的问题,逐渐地凸显出了一些技术问题,这些问题对水库大坝的质量产生了直接的影响。因此水库大坝施工单位要不断的完善施工技术,优化与改进灌浆技术与防渗加固技术,进而提升水库大坝的质量控制以及工程质量。

1 工程概况

山猪笼水库位于博罗县福田镇联和村,水库主管部门为福田镇水利所,管理单位为福田镇联和村民委员会,负责水库大坝和水库灌区的日常运行管理和维护工作。根据原水库注册登记表的资料,山猪笼水库控制集雨面积1.62 km2,总库容20 万m3,是一宗以灌溉为主,兼顾防洪等综合效益的小（2）型水库,设计灌溉面积400 亩,保护人口400 人。

山猪笼水库于1957 年01 月动工兴建,1958 年12 月竣工并投入使用。经过60 多年的运行,主要建筑物均有不同程度的损坏。根据调查,山猪笼水库于2006 年实施除险加固工程,并于2008年完工。

山猪笼水库主要由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成,各主要建筑物的布置如下：

大坝为均质土坝,坝顶高程27.00 m,坝顶设置防浪墙,防浪墙顶高程27.60 m。最大坝高10.90 m,坝顶长160 m,坝顶宽5.0 m,上游坡采用混凝土护坡,坡比为1∶2.6；下游坡采用草皮护坡,坡比为1∶2.4,坡面设有纵向排水沟、横向排水沟,坝脚设有浆砌石护脚。

2 水库大坝防渗加固的重要性

在水库大坝的施工过程中,任何一项施工环节的施工质量都会对水库大坝运行的稳定性与安全性产生直接的影响,特别是防渗加固施工,会对水库大坝的服务质量产生决定性的影响。同时水库大坝的防渗加固施工质量也能直观地显示出施工企业的施工情况。

3 相关技术概念

3.1 灌浆施工技术

水库大坝灌浆施工技术指使用灌浆设备,将按照一定比例配制的浆液,根据设定压力灌输到指定位置,以加固工程并提升工程的防渗能力。灌浆施工的技术原理是在水库大坝的裂缝中填充混凝土,在粘结作用下对水库大坝进行加固处理。通常情况下灌浆施工是使用灌浆设备将灌浆液注入实体内部,以提升水库大坝工程的稳定性与安全性,提升水库大坝结构的紧密性。灌浆施工技术的关键在于控制灌浆压力,这会对灌浆施工的效果与质量产生直接的影响。因此在灌浆施工中,压力控制非常重要,在灌浆施工过程中,若是灌浆压力低于施工设计的压力值,那么将会出现裂缝处理不当的情况,不仅实现预计的施工结果,在水库大坝日后使用中仍然会出现渗漏情况。

3.2 水库大坝防渗加固处理

水库主要的作用是防洪蓄水,并提供农业灌溉用水,水库大坝的建设会对当地经济的建设与发展产生一定的影响,大坝的施工质量也是决定水库大坝是否能发挥出作用的重要保障,因此在水库大坝施工中要将防渗作为重要前提之一。水库大坝防渗加固的主要目的是为了提升水库的抗洪能力。当前经常使用的水库大坝防渗加固措施是在不加宽的情况下加高,换而言之是加高坝顶,通常情况下加高到两米以内,在迎水面使用防挡墙架构。除此之外也可以加高大坝培厚,在背水面培厚使用具有较强透水性的材料。

针对大坝的防渗加固处理,可以采取垂直防渗与水平防渗。垂直防渗是指在垂直坝体断面的方向采取防渗处理,可以使用黏土或水泥防渗墙与劈裂灌浆的方法。水平防渗是在大坝的上游位置,填筑黏土铺盖,并结合下游排水减压导渗所实现的防渗处理。灌浆技术是经常使用到的一种水平防渗技术。

4 水库大坝灌浆技术与防渗加固处理措施

4.1 防渗处理

在水库大坝施工中使用灌浆施工时,首先要处理灌浆补强问题,在处理过程中要对钻孔位置的地质强度进行全面地勘察,同时制定明确的钻孔深度,要求达到补强区域的一定深度范围。在灌浆施工中要保证灌浆管插入的深度,确保混凝土泥浆不会被水冲出,对于混凝土的质量也有明确的要求,对于严重渗漏问题,可以采取模带灌浆处理方式,在使用这一灌浆方式时,要将水分控制在灌浆压力以下,将灌浆中的大颗粒物质留在模袋中,在施工之后,将浆液中水分分离,以提升固结的强度。除此以外也可以采取填级配料灌浆,将黏度较大的水泥与沙粒进行混合填充。

4.2 裂缝处理

在灌浆施工过程中,若是由于裂缝问题而导致的渗漏情况,就要及时地处理水库大坝上存在的裂缝,避免裂缝进一步扩大,造成更加严重的后果。在处理裂缝时,重点要明确裂缝的方向,根据裂缝的走向制定处理方案。若是裂缝走向为横向,就要立即中止灌浆施工,并检查与分析裂缝的成因,采取粘土回填的方式处理。若是裂缝的走向为纵向,那么可以继续进行施工,但是裂缝若是属于纵向劈裂缝,要立即中止施工,当裂缝闭合之后可以继续施工。在对裂缝进行处理时,根据裂缝的走向选择灌浆施工技术,对水库大坝进行防渗加固处理,能够提升水库大坝在使用过程中的安全性与稳定性,控制由于裂缝产生的质量问题。

4.3 冒浆处理

在水库大坝施工中,灌浆技术是一项重要的技术,若是在施工中对于压力的控制不到位,那么就会出现冒浆情况,冒浆问题严重时,会对水库大坝的施工质量与安全性稳定性造成严重的影响,导致水库大坝无法充分地发挥出作用。

若是在水库大坝的坝坡处出现冒浆情况,可以使用开挖回填法进行处理,改善灌浆施工方式,以避免在后续施工中再次出现冒浆问题。通常情况下,在冒浆之后,使用间歇式灌浆施工方法,能够获得足够的吸收浆液的时间。

如果在水库大坝的底部出现冒浆问题,就要及时的添堵好冒浆管道,并调整灌浆时间间隔,提升灌浆施工的质量。若是在封口施工中出现冒浆问题,要及时地清理好浆液,避免浆液对封口施工产生影响,这也代表着此时能够结束灌浆施工。结合水库大坝出现冒浆的位置以及原因,制定处理方案,能够保证冒浆处理的有效性与及时性,并且避免冒浆问题对水库大坝的安全性稳定性造成影响。

同时也要注意使用灌浆材料与灌浆方式,当上下游出现吸浆时,要加上粉砂,粉砂要具有清洁的砂质,含泥量不能超过3%。表1为山猪笼水库的部分材料参数表。若是出现漏浆情况,要加入水玻璃,比例控制在3%～5%。使用的灌浆方式要结合情况合理选用,例如防渗体灌浆中采取纯水泥浆从上至下分段循环灌浆方式。

表1 材料参数表

4.4 水库大坝灌浆施工防渗处理

在使用劈裂灌浆技术时,首先要进行布孔,通常情况下,在河床段沿坝轴或偏上游的位置进行直线单排布控,在一些存在风化石块的位置,可以采取两排或三排孔,要注意布孔位置,能够形成连续的防渗帷幕。将单排孔的距离控制在3 m～5 m,多排孔的距离要小于单排控制在1.5 m～3 m。并且要控制好灌浆压力,使其能够满足水库大坝的施工需求,以提升灌浆施工质量。

在透水量中等或较强的土坝中使用高压喷射灌浆方法,将孔距控制在1.5 m～2 m之间,当完成施工之后,要及时的检查施工质量。

在使用水泥防渗技术时,可以使用以粘土为主并混合少量水泥的浆液,此处使用的灌浆技术是循环钻灌阀与管灌浆或打管灌浆,采取三排以上的灌浆口。水泥防渗墙能够有效地截断渗流,控制渗流量,通常情况下,将墙的厚度控制在0.8 m,可以使用纯混凝土或钢筋混凝土等。